环氧树脂及其合成

1、C CH HC CH HO O 树脂品种繁多，可选择范围非常广泛；树脂品种繁多，可选择范围非常广泛； 1）从分子结构上可分为）从分子结构上可分为1.2、形式多样、形式多样O OR RC C H H2 2C C H HO OC C H H2 21.1.缩水甘油醚类缩水甘油醚类C CO OR RO OC C H H2 2C C H HO OC C H H2 2 2.2.缩水甘油酯类缩水甘油酯类 R RN NC C H H2 2C C H HO OC C H H2 2R R 3.3.缩水甘油胺类缩水甘油胺类C C H HC C H HC C H HO OC C H HR RR R R R 4.4.脂

2、肪族环氧脂肪族环氧O OC C H HC C H HC C H HC C H HO O5.5.脂环族环氧脂环族环氧1.3、粘附力强、粘附力强 EP分子中含有大量分子中含有大量极性羟基和醚键极性羟基和醚键，对各种物，对各种物质均有很高的粘结力。除了质均有很高的粘结力。除了聚四氟乙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯聚丙烯不能直接用不能直接用EP粘结外，粘结外，对绝大多数的金属对绝大多数的金属和非金属都有很好的粘结性，有和非金属都有很好的粘结性，有“万能胶万能胶”之称。之称。它与许多非金属材料（如玻璃、陶瓷、木材）的它与许多非金属材料（如玻璃、陶瓷、木材）的粘结强度往往超过材料本身的强度，粘结强

3、度往往超过材料本身的强度，是结构胶粘是结构胶粘剂的主要成分之一。剂的主要成分之一。1.4、收缩率低、收缩率低 环氧树脂的固化是通过环氧树脂的固化是通过加成方式加成方式进行的，固化进行的，固化过程中没有水和其它挥发性副产物放出。另外，过程中没有水和其它挥发性副产物放出。另外，环氧树脂本身具有羟基，再加上环氧基固化时派环氧树脂本身具有羟基，再加上环氧基固化时派生的部分残留羟基，它们的生的部分残留羟基，它们的氢键缔合作氢键缔合作用使分子用使分子排列紧密，排列紧密，因此环氧树脂的固化收缩率是热固性因此环氧树脂的固化收缩率是热固性树脂中树脂中最低最低的品种之一，一般为的品种之一，一般为1 12 2。1.

4、5、机械强度高、机械强度高 固化后的环氧树脂具有固化后的环氧树脂具有很强的内聚力很强的内聚力，而分子，而分子结构致密，所以其机械强度明显高于酚醛树脂和结构致密，所以其机械强度明显高于酚醛树脂和不饱和聚酯树脂。如树脂浇铸体的不饱和聚酯树脂。如树脂浇铸体的弯曲强度弯曲强度： EP: 120140 MPa UP: 80-100 MPa PH: 60-90 MPa1.6、化学稳定性强、化学稳定性强1.7、电绝缘性优良、电绝缘性优良1.8、尺寸稳定性好、尺寸稳定性好2.1环氧树脂的命名方法环氧树脂的命名方法1. 1. 代号与型号代号与型号 主要有主要有E E、F F、R R（二氧化双环戊二烯环氧）等。（

5、二氧化双环戊二烯环氧）等。 型号型号“E-51”E-51”表征的意义。表征的意义。2.2.主要指标主要指标 环氧值或环氧当量。环氧值或环氧当量。 环氧值：环氧值：100g100g环氧树脂中含有环氧基团的物质的环氧树脂中含有环氧基团的物质的量（或克当量数）。量（或克当量数）。 环氧当量：环氧当量：含有含有1 1克当量环氧基的环氧树脂的克克当量环氧基的环氧树脂的克数。数。环氧值环氧值环氧当量环氧当量100 表征意义：反应活性，相对分子量的大小表征意义：反应活性，相对分子量的大小CCH3CH3OOHHC C H H2 2C C H HC C H H2 2O OC C l lCOHHOCH3CH3+C

6、H2ClCHOCH2NaOH(n+1)(n+2)CCH3CH3OCH2CHOHCH2OOCH2CHOCCH3CH3OCH2CHCH2OnCH2 双酚双酚A型环氧树脂实际上是由低分子量的二环氧甘油醚、双酚型环氧树脂实际上是由低分子量的二环氧甘油醚、双酚A以及以及部分高分子量聚合物组成的，双酚部分高分子量聚合物组成的，双酚A与环氧氯丙烷的摩尔配比不同，其与环氧氯丙烷的摩尔配比不同，其组成也就不同：组成也就不同： COHHOCH3CH3CH2ClCHOCH2NaOHCOHOCH3CH3CH2ClCHOHCH2NaOHCOHOCH3CH3CH2CHOCH2COHOCH3CH3CH2CHOCH2CH2C

7、lCHOCH2NaOHCOCH3CH3CH2CHOCH2CH2CHCH2OCOHOCH3CH3CH2CHOCH2COHHOCH3CH3NaOHCOHOCH3CH3CH2CHOHCH2COHOCH3CH3可以看出，环氧氯丙烷与双酚可以看出，环氧氯丙烷与双酚A的摩尔比必须大于的摩尔比必须大于11才能保证聚合物才能保证聚合物分子末端含有环氧基。环氧树脂的相对分子质量随双酚分子末端含有环氧基。环氧树脂的相对分子质量随双酚A和环氧氯丙烷的和环氧氯丙烷的摩尔比的变化而变化，一般说来，环氧氯丙烷过量越多，环氧树脂的相摩尔比的变化而变化，一般说来，环氧氯丙烷过量越多，环氧树脂的相对分子质量越小。若要制取相对高

8、分子达数万的环氧树脂，必须采用等对分子质量越小。若要制取相对高分子达数万的环氧树脂，必须采用等摩尔比。工业上环氧氯丙烷的实际用量一般为双酚摩尔比。工业上环氧氯丙烷的实际用量一般为双酚A化学计量的化学计量的23倍。倍。 （2）合成工艺）合成工艺 工业上，双酚工业上，双酚A型环氧树脂的生产方法主要有一步法和二步法两种。型环氧树脂的生产方法主要有一步法和二步法两种。低、中相对分子质量的树脂一般用一步法合成，而高相对分子质量的树低、中相对分子质量的树脂一般用一步法合成，而高相对分子质量的树脂既可用一步法，也可用二步法合成。脂既可用一步法，也可用二步法合成。 (1) 一步法一步法 一步法是将一定摩尔比的

9、双酚一步法是将一定摩尔比的双酚A和环氧氯烷在和环氧氯烷在NaOH作用下进行缩聚，作用下进行缩聚，用于合成低、中相对分子质量的双酚用于合成低、中相对分子质量的双酚A型环氧树脂。国产的型环氧树脂。国产的E-20、E-12、E-14和和E-44等环氧树脂均是采用一步法生产的。等环氧树脂均是采用一步法生产的。一步法又可分为水洗法、一步法又可分为水洗法、溶剂萃取法和溶剂法溶剂萃取法和溶剂法。 水洗法水洗法是先将双酚是先将双酚A溶于溶于10%的的NaOH水溶液中，在一定温度下一次水溶液中，在一定温度下一次性加入环氧氯丙烷，使之进行反应，反应完毕后静置，除去上层碱液，性加入环氧氯丙烷，使之进行反应，反应完毕

10、后静置，除去上层碱液，然后用沸水洗涤十几次，除去树脂中残存的碱和盐类，最后脱水即得产然后用沸水洗涤十几次，除去树脂中残存的碱和盐类，最后脱水即得产品。品。 溶剂萃取法溶剂萃取法与水洗法基本相同，只是在后处理时在除去上层碱水后，与水洗法基本相同，只是在后处理时在除去上层碱水后，不是先用沸水洗涤，而是先用溶剂将树脂萃取出来，再经水洗、过滤和不是先用沸水洗涤，而是先用溶剂将树脂萃取出来，再经水洗、过滤和脱除溶剂得产品。此法生产的树脂杂质比水洗法少，树脂透明度好。国脱除溶剂得产品。此法生产的树脂杂质比水洗法少，树脂透明度好。国内厂家多采用此法。内厂家多采用此法。 溶剂法溶剂法是先将双酚是先将双酚A、环

11、氧氯丙烷和有机溶剂投入反应釜中，搅拌、环氧氯丙烷和有机溶剂投入反应釜中，搅拌溶解后，升温到溶解后，升温到5075，滴加，滴加NaOH溶液使之进行反应。也可先加入溶液使之进行反应。也可先加入催化剂使反应物醚化，然后再加入催化剂使反应物醚化，然后再加入NaOH溶液脱溶液脱HCl进行闭环反应。到达进行闭环反应。到达反应终点后加入大量的溶剂进行萃取，之后进行水洗、过滤，脱除溶剂反应终点后加入大量的溶剂进行萃取，之后进行水洗、过滤，脱除溶剂后即得产品。本法反应温度易于控制，树脂透明度好，杂质少，收率高。后即得产品。本法反应温度易于控制，树脂透明度好，杂质少，收率高。 (2) 二步法二步法 二步法又有本体

12、聚合法和催化聚合法两种二步法又有本体聚合法和催化聚合法两种。本体聚合法是将低相对。本体聚合法是将低相对分子质量的环氧树脂和双酚分子质量的环氧树脂和双酚A加热溶解后，再在加热溶解后，再在200高温下反应高温下反应2小时小时即得产品。本体聚合法是在高温下进行，副反应多，生成物中有支链，即得产品。本体聚合法是在高温下进行，副反应多，生成物中有支链，产品不仅环氧值低，而且溶解性差，反应过程中甚至会出现凝锅现象。产品不仅环氧值低，而且溶解性差，反应过程中甚至会出现凝锅现象。催化聚合法是将低相对分子质量的双酚催化聚合法是将低相对分子质量的双酚A型环氧树脂和双酚型环氧树脂和双酚A加热到加热到80120溶解，然后加入催化剂使其反应，因反应放热而自然升温，放溶解，然后加入催化剂使其反应，因反应放热而自然升温，放热完毕后冷至热完毕后冷至150170反应反应1.5小时，过滤即得产品小时，过滤即得产品。一步法是在水介质中呈乳液状态进行的，后处理较困难，树一步法是在水介质中呈乳液状态进行的，后处理较困难，树脂相对分子质量分布较宽，有机氯含量高，不易制得环氧脂相对分子质量分布较宽，有机氯含量高，不易制得环氧值高、软化点也高的树脂产品。而二步法是在有机溶剂中值高、软化点也高的树脂产品。而二步法是在有机溶剂中呈均相状态进行的，反应较平稳，树脂相对分子质量分布呈均相状态进行的，